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计算机组成原理教学课件:存储系统.ppt
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计算机组成原理教学课件:存储系统.ppt
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1
计 算 机 组 成 原 理
计 算 机 组 成 原 理
2022年6月5日 星期日
存储系统
计算机组成原理
2
通过本章的学习,要求掌握高速缓冲存储器
cache
的工作
原理和理解虚拟存储器的工作原理,能够分析
cahce
和虚拟存
储器的命中情况。通过对命中情况的分析,对
cahce
和虚拟存
储器的工作原理有深入的理解。
本章教学内容:
1
、存储系统基本概念
2
、
cache
存储器
3
、虚拟存储器
本章重点:
存储系统基本概念,
Cach
e
的工作原理及其地址映射方
式,
LRU
替换策略。
本章难点:
Cache
的工作原理及其地址映射方式,虚拟存储器的工作
原理。
存储系统
计算机组成原理
3
1
.存储容量:要求大容量。
2
.价格:要求价格低
主存速度的提高始终跟不上
CPU
的发展。据统计,
CPU
的速度平均
每年提高
60%
,而组成主存的
DRAM
的速度平均每年只改进
7%
。由
S
RAM
组成的高速缓冲存储器的运行速度则接近甚至等于
CPU
的速度。
1
、存储层次概述
存储器性能指标
3
.速度
:
高速度带宽
实际:速度、容量、价格存在巨大的矛盾
希望:高速度、大容量、低价格
计算机组成原理
4
存储体系:
把
各种不同存储容
量、不同存取速度、不
同价格的存储器,
组成层次结构,并
通过管理软件和
辅助硬件将不同性
能的存储器组合成有机
的整体,称为计算
机的存储层次或
存储体系。
存储器系统的层
次结构如下图所示
:
CPU
内的寄存器
高速缓存
主存储器
磁盘存储器
磁带机
容
量
和
存
取
时
间
增
加
每
位
成
本
增
加
为了解决
对存储器要求容
量大,速度快,成本低
三者之间的矛盾,
目
前通常采用
多级存
储器体系结构
,即
高速
缓冲存储器、虚
拟存储器
。
计算机组成原理
5
较低级:与处理器较远的存储级
——
容量较大、速度较慢、使用较廉价的技术工艺
存储器系统的层次结构的特点:
在任何指定时间,数据只能在相邻的两级之间拷贝:
较高级:与处理器较近的存储级
——
容量较小、速度较快、使用较昂贵的技术工艺
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